第3章-葡萄酒的香气及香气分析.doc

第3章 葡萄酒的香气及香气分析第1节 人的嗅觉感受器-嗅觉器官嗅觉是我们的各种感觉中了解得最少的一种，缺乏了解的原因一部分是因为嗅觉器官难于接近，它位于鼻腔的上部，进行研究有困难。一部分也是由于与其它动物相比，人类的嗅觉器官差不多是一种退化的器官。例如，德国牧羊狗的嗅觉比人类的嗅觉敏锐一百万倍。虽然人的嗅觉系统不及其它动物那样敏锐，但对我们的生存仍然提供了重要的信息。有毒物质除了苦味以外，常有不愉快的臭气。腐败的食物，由于有害的细菌在其中形成，常常产生极难闻的腐烂臭气。这些气味对于不加怀疑而可能食用的人来说，直到了警告信号的作用。3.1.1 一、人的嗅觉器官人能感受气味物质刺激、并产生嗅觉反应的器官主要是鼻。鼻腔内的嗅觉组织如图3-1所示。图3-1 鼻腔内的结构及嗅觉组织3.1.1.1 嗅粘膜(嗅觉受纳器)人类的嗅粘膜(嗅觉受纳器)是位于两鼻孔上部的小块组织，每只鼻孔中的嗅粘膜约有5平方厘米的表面面积(Brown,1975)。3.1.1.2 嗅细胞嗅细胞(olfactory cell)即嗅觉受纳器中具有嗅觉反应的细胞。与其它感觉细胞不同，嗅细胞兼行受纳和传导两种机能。在嗅粘膜中约有总数一千万个嗅细胞。嗅细胞的形态如图3-2所示。每一嗅细胞末端(近鼻腔孔处)有许多手指样的突起，即纤毛，均处于粘液中。每个嗅细胞有纤毛1000条之多，纤毛增加了受纳器的感受面，因而使5平方厘米的表面面积实际上增加到了600平方厘米。这一特点无疑地有助于嗅觉的敏感性。嗅细胞的另一端(近颅腔处)是纤细的轴突纤维，并由此与嗅神经相连。嗅觉系统中每个二级的神经元上有数千嗅细胞的聚合和累积作用(嗅细胞的轴突与神经元的树突相连)。整个嗅觉系统利用这种累积过程。这是有助于嗅觉敏感性的另一因素。相反地，在视觉系统中，刺激的感受与传递是通过视锥细胞、视杆细胞、双极细胞、节细胞、最后与视神经相连的一对一的通路。没有发现嗅觉纤维具有象视网膜中的细胞那样的一对一的通路。这一发现并不奇怪，嗅觉信息的加工处理中，无需象视觉系统中那样的精细分析。图3-2 嗅觉受纳器细胞和嗅神经3.1.1.3 嗅神经脑神经的第1对神经纤维为嗅神经。嗅神经为感觉性神经，它起自鼻腔内嗅觉受纳器细胞(具受纳、传导两功能)，向上穿过筛板入颅腔。连于嗅球，传导嗅觉冲动。1.嗅粘膜中的嗅觉受纳器细胞的纤细无髓的轴突纤维 (脑中最细小的轴突，其直径仅0.2微米，Gasser,1956) 组成很多小束-每个小束有为数达1000条的轴突，通过骨性筛板(cribiform plate)上的小孔，离开鼻腔。这些受纳器的轴突进入位于颅腔的嗅球(olfactory bulb)中。嗅球结构中僧帽细胞(mitral cell)的树突与嗅细胞的轴突以突触连接(图3-2)；这些连接点的集合称为嗅小球(glomerulus)。在每一嗅小球上平均聚合着26，000个嗅细胞的轴突。2.离开嗅球的纤维(即僧帽细胞的轴突)又向后行走，成为嗅觉神经束(olfactory tract)。嗅觉神经束将信号传到较高中枢即下丘脑和大脑的嗅觉区。嗅觉系统是唯一没有丘脑传递的感觉通道，也没有嗅觉的新皮质投射区。嗅觉信息的处理主要发生在嗅球之中。3.1.2人的嗅觉通路及反应(图3-3)环境中 嗅细胞 嗅球(嗅神经) 大脑反应物质受纳、传导嗅觉信息的处理、传递产生感觉图3-3 人的嗅觉通路及反应3.1.2.1 物质(具气味物质)与味觉受纳器一样，嗅觉受纳器也是化学受纳器，只有溶解的分子才能使它激活。凡可探察到的有气味的物质必然是挥发的(在空气中成粒子形式)，才能被吸进鼻孔。它们至少也必须能部分地溶解于水，因而能通过鼻膜到达嗅细胞。最后，它们也必须能溶解于类脂质中(脂肪物质)，因而能穿透形成嗅觉受纳器外膜的类脂质层。不同的气味物质有相应的气味，所以可通过气味来分辨一些物质。 3.1.2.2 嗅觉通路及敏锐度的提高具有气味的物质可有两条通路到达嗅粘膜(图3-1)：1.一条是鼻腔通路：即直接通过鼻腔的吸气到达嗅粘膜。通过鼻腔通路，嗅觉的强弱决定于葡萄酒表面空气中芳香物质的浓度和吸气的强弱。可通过选择酒杯的形状和提高品尝技术，来改善这一感觉的敏锐度。2.另一条是鼻咽通路：即进入口腔后再通过鼻咽进入鼻腔到达嗅粘膜。通过鼻咽通路(嗅觉的强弱决定于舌搅动、咽部运动)可加强对气味的感知。-由于口腔的加热，以及由于舌头及面部运动而搅动葡萄酒，从而加强了芳香物质的挥发。 -当咽下葡萄酒时，由咽部的运动而造成的内部高压，使充满口腔中的香气进入鼻腔。从而加强了嗅觉强度。3.1.2.3 嗅觉的受纳、传导(感应)1.嗅觉的受纳、传导首先发生于鼻腔中位于嗅粘膜中的嗅细胞；而嗅觉信息的处理主要发生在位于颅腔的嗅球之中。2.嗅觉的敏感性(1) 每个嗅觉受纳细胞的1000条之多的纤毛，增加了感受刺激的表面面积；(2) 嗅觉系统中每个二级的神经元上有数千受纳器细胞的聚合和累积作用。整个嗅觉系统利用了这种累积过程。3.1.2.4 嗅觉的反应人的嗅觉反应既不是固定的，也不是持久的。如果我们慢慢地吸气，使嗅周期持续4-5秒，就会发现，开始气味慢慢加强，然后下降，最后缓慢消失。嗅觉的这一不连续性，可以被有意或无意地加强或减弱(由于品尝方法或技术)，使我们很难比较一系列葡萄酒的气味，因此要求品尝员有极过硬的品尝技术（图3-4）。图3-4 香气浓郁度的变化3.1.3 呈香物质(气味物质)气味物质即给我们以嗅觉刺激的物质。不同种类、不同浓度的气味物质以不同的比例组合起来，就构成了千变万化的气味。目前已鉴定出葡萄酒中的呈香物质有300余种(李华，李记明，1990)。其分别归属于醇类、酯类、有机酸、羰基化合物、酚类、萜烯类化合物等。近年来，随着气相色谱、高压液相色谱及气-质电子计算机系统的联合使用，为葡萄酒呈香物质的分析鉴定提供了强有力的手段。3.1.3.1 醇类 (李华:葡萄酒品尝学 P32-33: 表42)葡萄酒中的醇类，大部分是酵母发酵的副产物。主要的醇类物质及其感官特征见表3-1。表3-1 葡萄酒中检测出的醇及其感官特性 葡萄酒中检出的醇 在葡萄酒中的浓度（mg/L）感觉阈值（mg/L）感官特性甲醇 40240100酒精味乙醇 11,000100具酒精特有的清香，味辣丙醇 28.250酒精味2丙醇 检出150具有醇香香气及成熟水果风味1丁醇 0.850辣味2丁醇 检出16酒精味异丁醇 80100酒精味，青草味2甲基2丙醇 检出1戊醇 0.180具杂醇油的特殊气味和辣味异戊醇 34050特有的尖刺气息及讨厌的味道2甲基1丁醇 3250酒精味，药味，香蕉味2戊醇 检出45酒精味，水果味，覆盆子味，坚果味1巳醇 1.94具水果香气及芳香3甲基1戊醇检出4甲基1戊醇 检出2巳醇 检出4椰子味1庚醇 检出1淡芳香，脂肪香气及辛辣味2庚醇 检出黄铜味，具柠檬似的药香，微苦的青水果味3,4二甲戊醇 检出1辛醇 0.40.9具新鲜柑桔及玫瑰气味，微有油质感的、甜的草药味2辛醇 检出具令人不愉快，却是芳香的气味2壬醇 检出强烈的水果清香气味1癸醇 300.18似橙花的气味，特有的淡油脂味2癸醇 检出1醇 检出具有果香型的脂肪气味，低浓度时具有水果味月桂醇 检出具特有的脂肪气味，高浓度时令人不快，低浓度时则据优雅的花香气2,3丁二醇 3001500120橡皮味顺式3巳烯1醇 检出13具强烈的清香气味，稀释后具特有的草香和叶子气味苯甲醇 检出80苦杏仁味苯乙醇 5040特有的玫瑰香气，先味苦后甜的桃味甘油6,00010,000180 甜味、温暖感牻牛儿醇 0.05玫瑰花香表3-1（1） 葡萄酒中检出的醇在葡萄酒中的浓度（mg/L）感觉阈值（mg/L）感官特性甲醇40240100酒精味乙醇11,000100具酒精特有的清香，味辣丙醇28.250酒精味2-丙醇检出150具有醇香香气及成熟水果风味1-丁醇0.850辣味2-丁醇检出16酒精味异丁醇80100酒精味，青草味2-甲基-2-丙醇检出1戊醇100特有的芳香味，略有刺激性甜味2丁酮 +1080丙酮味，清漆味2戊酮 +30丙酮味，茉莉香，天竺葵味2巳酮 +4酮味，干酪味2庚酮 +2有香蕉香气及轻微的药香2辛酮 +0.25花香及苦果清香及樟脑苦味2壬酮 +特有的芳香香气，玫瑰和茶的风味2癸酮 +0.2酮味，清漆味2十一酮 +0.4桃味，天竺葵味，酮味，清漆味4乙基2戊酮 丁二酮2,3戊二酮 +1.0近似于苯醌的微甜味2,3丁二酮 +具刺鼻的奶油及氯醌气味1基丙酮2 + 3羟基丙酮2苯甲醛 +具特殊气味，似苦杏仁芳香味苯乙醛 +风信子香气，不愉快，有刺激性苦味桂皮醛 9.0刺鼻的药香香气，辣味羟甲基糠醛 340乙偶姻 +扁桃香气3.1.3.4 (四)羰基化合物 (李华:葡萄酒品尝学 P45-46)羰基化合物主要指酮和醛，大多数是微生物活动的产物（表45）。表45 葡萄酒中检测出的羰基化合物种类及感官特性(1)葡萄酒中检测出的羰基化合物种类含量（mg/L）阈值（mg/L）感官特性乙醛 0.020.06110125具特有的刺激性气味丙醛 +似乙醛味异丁醛 +1.0香蕉味，甜瓜味，绿叶味异戊醛 +0.5未熟香蕉味，苹果味n巳醛 +0.30.4低浓度时有水果香气和苦味n庚醛 +0.050.1不愉快的苦味茴香醛 +山楂花香n十二醛 +特殊的脂肪味，紫罗兰和木质味氯醇苯甲醛 +草莓味n十四醛 +脂肪，鸢尾、桔皮味2巳烯醛 +500700（ppb）特有的青叶子味丙酮 +100特有的芳香味，略有刺激性甜味2丁酮 +1080 丙酮味，清漆味2戊酮 +30丙酮味，茉莉香，天竺葵味2巳酮 +4酮味，干酪味表45 葡萄酒中检测出的羰基化合物种类及感官特性(2)葡萄酒中检测出的羰基化合物种类含量(mg/L)阈值(mg/L)感官特性2庚酮 +2有香蕉香气及轻微的药香2辛酮 +0.25花香及苦果清香及樟脑苦味2壬酮 +特有的芳香香气，玫瑰和茶的风味2癸酮 +0.2酮味，清漆味2十一酮 +0.4桃味，天竺葵味，酮味，清漆味4乙基2戊酮+丁二酮+ 2,3戊二酮 +1.0近似于苯醌的微甜味2,3丁二酮 +具刺鼻的奶油及氯醌气味1基丙酮2 +3羟基丙酮2+苯甲醛 +具特殊气味，似苦杏仁芳香味苯乙醛 +风信子香气，不愉快，有刺激性苦味桂皮醛 9.0刺鼻的药香香气，辣味羟甲基糠醛 340乙偶姻 +扁桃香气3.1.3.5 酚类和萜烯类 (李华:葡萄酒品尝学 P47-48)这些物质主要存在于葡萄的果皮，果梗及种子当中。在葡萄酒酿造过程中，它们溶于葡萄汁而进入葡萄酒（表46）。表46 葡萄酒中检测出的酚类及萜烯类物质及感官特性葡萄酒中检出的酚类、萜烯类含量（mg/L）阈值（mg/L）感官特性苯酚+m甲酚 具苯酚气味4乙烯基苯酚+酪氨酸+p羟基安香酚+水杨酸+香兰酸+原儿茶酸+丁香酸+p香酸+龙胆酸+没食子酸+苎烯 柠檬香气紫罗兰酮+紫罗兰酮+大马酮+萜品醇 2松木味，类萜烯味萜品烯4醇+苦樟醇 +具典型的花香香气香叶醇+玫瑰花香气，由桃味金合欢醇 +特有的花香3,7二甲基1,5,7辛三烯3醇+橙花醇氧化物 +新鲜、甜香似玫瑰的香气，味苦反式香叶酸+3.1.3.5 酚类和萜烯类 (李华:葡萄酒品尝学 P47-48)这些物质主要存在于葡萄的果皮，果梗及种子当中。在葡萄酒酿造过程中，它们溶于葡萄汁而进入葡萄酒（表46）。表46 葡萄酒中检测出的酚类及萜烯类物质及感官特性(1)葡萄酒中检出的酚类、萜烯类含量(mg/L)阈值(mg/L)感官特性苯酚+m甲酚 +具苯酚气味4乙烯基苯酚+酪氨酸+p羟基安香酚+水杨酸+香兰酸+原儿茶酸+丁香酸+p香酸+龙胆酸+没食子酸+苎烯 +柠檬香气表46 葡萄酒中检测出的酚类及萜烯类物质及感官特性(2)葡萄酒中检出的酚类、萜烯类 含量 (mg/L)阈值(mg/L)感官特性紫罗兰酮 +紫罗兰酮+大马酮+萜品醇 2松木味，类萜烯味萜品烯4醇+苦樟醇 具典型的花香香气香叶醇 +玫瑰花香气，由桃味金合欢醇 +特有的花香3,7二甲基1,5,7辛三烯3醇 +橙花醇氧化物 +新鲜、甜香似玫瑰的香气，味苦反式香叶酸+3.1.4 气味分类葡萄酒的香气极为复杂，300余种呈香物质参与葡萄酒香气的构成。这些物质具不同的气味，而且通过累加作用、协同作用、融合作用、掩盖作用等气味的相互作用，更使葡萄酒的气味多种多样。因此，要正确地分析、描述葡萄酒复杂多样的香气，首先要了解各种各样的气味。香气分类是香气分析的基础。根据Spurrier (1984) 的建议，将气味概括地分为8大类(每一类气味对应着许多复杂的呈气味物质)：(李华:葡萄酒品尝学 P29)3.1.4.1 动物气味 3.1.4.2 香脂气味3.1.4.3 烧焦气味3.1.4.4 化学气味3.1.4.5 香料气味3.1.4.6 花香3.1.4.7 果香3.1.4.8 植物与矿物气味根据Spurrier（1984）的建议，我们可以概括地将向其分为以下八种主要的类型：（一）动物气味：野味（包括所有野兽、野禽的气味），脂肪味，腐败（肉类）味，肉味，麝香味，猫尿味等。在葡萄酒中，这类气味主